输油管泄漏自动检测报警方法及其自动检测报警装置 技术领域
本发明属于石油工业的输油管线技术领域，更明确地说是一种基于通信
理论的输油管泄漏自动检测报警方法及其自动检测报警装置。
背景技术
目前，石油管线泄漏或被偷油的情况在国内外都时有发生。特别在国内，
偷油的情况非常严重。输油管点多面广，有些地方十分偏僻荒凉。偷油者经
常选择此类地方，钻破管道偷油。由于地处偏僻荒凉，油田保卫人员也很难
发现。因此，大量的原油被偷、泄漏，给国家和企业造成巨大损失。即使油
田保卫人员发现了偷油点，也往往抓不到偷油者。因此，及时发现管道泄漏
及时处理是十分重要的。
国内外目前对管道泄漏的检测方法主要有以下几种：
1.使用各种传感器，对输油管中原油的压力、流速、流量、温度等间接
量进行检测，对比发送端与接收端相对量的差值，判断有无泄漏。
2.根据泄漏的声音来判断有无泄漏。
3.采用激光成像的检测方法。
以上几种方法的共同之处是采用各种传感器检测。由于输油管中原油的
压力、流速、流量、温度等都是变化的，且传感器的精度有限，泄漏较小时，
难以检测出来。而且，这类检测往往需要较多的时间，不能及时发现漏油或
偷油。
本发明的目的，就在于克服上述缺点和不足，提供一种可在较短的时间
内发现泄漏或偷油，及时发出报警信号；且能明确指示出泄漏的是哪条油管，
便于油田工作人员及时出动或及时处理；即使隐蔽的泄漏也可以检测出来，从
而可以大大减少国家和企业的损失的输油管泄漏自动检测报警方法及其自动
检测报警装置。
发明内容
为了达到上述目的，本发明输油管泄漏自动检测报警方法由在输油管的
源端设置发送装置向输油管内定量加入检测物质，在输油管的终端设置检测
装置定量检测回收加入输油管内的检测物质，将加入的检测物质和回收的检
测物质的量进行比较判定分析，如不符合正常值便发出报警信号等步骤所构
成。上述检测物质可以是固体、液体、气体中之一种。但其密度应为所输送
的原油的密度的95％～105％，而且易于与原油分离、不会与所输送的原油发
生化学反应、不会被所输送的原油腐蚀。
输油管泄漏自动检测报警装置由安装在输油管的源端的加球装置、由加
球装置加入输油管中的小球、安装在输油管的终端的滤网、安装在滤网上的
收球检测装置所构成。亦即当检测物质为固体时，可以用固体小球。
小球的密度应为所输送的原油的密度的95％～105％，而且易于与原油分
离，不会与所输送的原油发生化学反应、不会被所输送的原油腐蚀。小球由
ABS材料制成，直径小于5毫米。这种小球可以随原油一起流动，成本低，
制造容易，而且小球可以回收重复使用。
加球装置由球容器、与球容器连通的球输送器、与球输送器连通的管道
一、安装在管道一上的阀门一和阀门二、与阀门二的出口连通的球室、与球
室以管道二连通的空气压缩机、安装在管道二上的阀门三、与球室以管道三
连通的存油罐、安装在管道三上的阀门四、连通在球室和输油管之间的管道
四、安装在管道四上的阀门五以及分别与上述球输送器和五个阀门电连接并
对其进行控制的单片机控制器所构成。五个阀门均为电磁控制阀门，便于单
片机控制器对其进行控制。
球容器应提供一定顺序排列的且够较长一段时间使用的小球。球输送器
为叶轮式。为了让小球按一定的时间间隔进入管道，采用控制叶轮转速的方
法，按一定的速度加入小球。这种时间间隔可通过单片机控制器任意设置。
单片机控制器按照一定的时间顺序和时间长度自动控制五个电磁控制阀
门和球输送器的叶轮转速，使小球顺利进入输油管。单片机控制器的每个输
出控制端口都有一个功率放大器，通过功率放大器的输出控制每一个阀门和
球输送器电机转速，使它们按照单片机的指令执行各种操作。
加球装置的工作顺序如下：
小球自球容器由球输送器按一定顺序进入管道一。小球进入管道一的时
间间隔应与阀门一的开闭同步。小球进入管道一后，阀门一打开，小球自动
进入阀门一和阀门二之间后，关闭阀门一。然后打开阀门二，小球靠自由落
体进入球室，阀门二复关闭。随后，阀门三、阀门五依次打开。阀门三打开，
空气压缩机的高压空气将小球吹入管道四，接着关闭阀门五、打开阀门四。
阀门四与存油罐连通，于是在高压空气的吹动下，将反进入球室的原油吹入
存油罐，最后顺次关闭阀门四、阀门三。如此周而复始，循环不止工作。
滤网为漏斗形，其网孔直径小于小球的直径，滤网由耐原油腐蚀的材料
制成。滤网的主要作用就是将小球从输油管中滤出并引入收球检测装置。
收球检测装置由与滤网连通的管道五、安装在管道五中的阀门六和阀门
七、与阀门七连通的球油分离器、与球油分离器以管道六连通的空气压缩机、
安装在管道六中的阀门八、与球油分离器以管道七连通的存油罐、安装在管
道七中的阀门九、与球油分离器以管道八连通的存球器、安装在管道八中的
阀门十、安装在管道八上位于阀门十后面的收球判定器、安装在收球判定器
中的常开微动开关以及分别与上述收球判定器的常开微动开关和五个阀门电
连接并对其进行控制的单片机收球控制器所构成。上述五个即阀门六～阀门十
均为电磁控制阀门，便于单片机收球控制器对其进行控制。
收球检测装置的主要作用有二。一是将球和原油分离。二是收到球后，
通过常开微动开关，发出一个控制信号，再通过单片机的分析计算完成的。
当被监视的输油管上有泄漏或偷油时，小球可随原油一起泄漏。在输油管的
终端回收到的小球的数量就回减少。将一定时间间隔作为一个判定段。连续
数次异常才认定有泄漏。根据上述判断方法和这些特征，就能发现油管的泄
漏。油管泄漏时，还可发出声、光等各种报警信号。
球油分离是这样实现的：当小球到达管道五后，阀门六自动打开，小球
与原油一起进入阀门七之前区域。由于小球发送有一定的时间间隔，且油管
内油的流速基本上是恒定的，所以小球是按一定的时间间隔到达的。因此，
一般情况下，每次只到达一个小球。收到小球后，阀门六关闭。随后阀门七
打开。待小球进入球油分离器后，关闭阀门七。同时打开阀门八、阀门九，
而后打开阀门十。阀门八和阀门九处均有滤网。由于与阀门八相连的空气压
缩机吹出高压空气，便将原油吹入阀门九，而将小球吹入管道八中。随后关
闭阀门十，再顺序关闭阀门九、阀门八。如此周而复始、循环不止，便可将
小球依次回收。单片机收球控制器由单片机构成，它按照一定的时间顺序和
时间间隔自动控制阀门六～阀门十，使球油顺利分离。该单片机的每个输出控
制端口都有一个功率放大器，通过功率放大器的输出控制每一个阀门，使它
们按照单片机的指令执行各种操作。
收球判定器中安装着常开微动开关。当阀门十打开时，由空压机吹出的
高压空气使小球通过常开微动开关，将其常开触点闭合一次。每个小球通过
时，均会使常开微动开关闭合一次。于是，收球判定器便判定一次，并将这
一信号传输给单片机。单片机收球控制器会自动计数。小球通过常开微动开
关后，进入存球器。存球器为一个收球的容器，它将收到的球按一定的顺序
排列。它应能容纳10～15天的收球数量，便于更换。
管道五中滤网的后面阀门六的前面还可安装一个手动阀门，以便对滤网
进行控制，更为方便。
本发明的任务就是这样完成的。
本发明采用了通信传输理论，打破了国内外用传感器进行泄漏检测的已
有思路，不使用传感器，而是在流体中加入附加测试物质做为被检测媒体。
附加测试物质能够人为地控制，不受流体压力、温度、流量、流速等多种因
素影响，因此比较准确。本发明采用在源端加小球的方式，可用比较简单的
方法解决泄漏点漏洞直径较小的泄漏检测问题。当泄漏点漏洞更小时，可用
加入液体的方法。
本发明提供了一种可在较短的时间内发现泄漏或偷油，及时发出报警信
号；且能明确指示出泄漏的是哪条油管，便于油田工作人员及时出动或及时处
理；即使较小的泄漏也可以检测出来，从而可以大大减少国家和企业的损失的
输油管泄漏自动检测报警方法及其自动检测报警装置。它可广泛推广到任意
流体泄漏的检测中。
附图说明
图1为本发明的总体示意图。
图2为加球装置的示意图。
图3为收球检测装置的示意图。
图4为滤网的示意图。
图1所示，本发明的泄漏自动检测报警装置由安装在输油管的源端2的
加球装置1、由加球装置1加入输油管中的小球13、安装在输油管的终端5
的滤网3、安装在滤网3上的收球检测装置4构成。小球13的密度应为所输
送的原油的密度的95％～105％，而且易于与原油分离，不会与所输送的原油
发生化学反应、不会被所输送的原油腐蚀。它由ABS材料制成，直径大于5
毫米。
图2所示，加球装置1由球容器6、与球容器6连通的球输送器7、与球
输送器7连通的管道一14、安装在管道一14上的阀门一31和阀门二32、与
阀门二32的出口连通的球室9、与球室9以管道二10连通的空气压缩机11、
安装在管道二10上的阀门三33、与球室9以管道三27连通的存油罐12、安
装在管道三27上的阀门四34、连通在球室9和输油管之间的管道四28、安
装在管道四28上的阀门五35以及分别与上述球输送器7和五个阀门电连接
并对其进行控制的单片机控制器8所构成。五个阀门均为电磁控制阀门。
图3所示，收球检测装置4由与滤网3连通的管道五29、安装在管道五
29中的阀门六36和阀门七37、与阀门七37连通的球油分离器15、与球油
分离器15以管道六30连通的空气压缩机16、安装在管道六30中的阀门八
38、与球油分离器15以管道七41连通的存油罐17、安装在管道七41中的
阀门九39、与球油分离器15以管道八42连通的存球器21、安装在管道八
42中的阀门十40、安装在管道八42上位于阀门十40后面的收球判定器18、
安装在收球判定器18中的常开微动开关19以及分别与上述收球判定器18的
常开微动开关19和五个阀门电连接并对其进行控制的单片机收球控制器20
所构成。上述五个阀门六～十均为电磁控制阀门。
图4所示，滤网3为漏斗形，其网孔直径小于小球13的直径，滤网3由
耐原油腐蚀的材料制成。滤网3的后面阀门六36的前面还安装着一个手动阀
门26。控制更为方便。
具体实施方式
本发明的具体实施例如下：
实施例1.一种输油管泄漏自动检测报警方法。它由在输油管的源端设
置发送装置向输油管内定量加入检测物质，在输油管的终端设置检测装置定
量检测回收加入输油管内的检测物质，将加入的检测物质和回收的检测物质
的量进行比较判定分析，如不符合正常值便发出报警信号等步骤所构成。检
测物质是一种固体小球，其密度为所输送的原油的密度的95％～105％，而且
易于与原油分离、不会与所输送的原油发生化学反应、不会被所输送的原油
腐蚀。小球由ABS材料制成
实施例2.一种输油管泄漏自动检测报警方法。它由在输油管的源端设
置发送装置向输油管内定量加入检测物质，在输油管的终端设置检测装置定
量检测回收加入输油管内的检测物质，将加入的检测物质和回收的检测物质
的量进行比较判定分析，如不符合正常值便发出报警信号等步骤所构成。检
测物质是一种专门配制的黄色液体，其密度为所输送的原油的密度的
95％～105％，而且易于与原油分离、不会与所输送的原油发生化学反应、不会
被所输送的原油腐蚀。
实施例3.一种输油管泄漏自动检测报警装置。它由安装在输油管的源
端的加球装置、由加球装置加入输油管中的小球、安装在输油管的终端的滤
网、安装在滤网上的收球检测装置所构成。如图1所示。小球的密度为所输
送的原油的密度的95％～105％，而且易于与原油分离，不会与所输送的原油
发生化学反应、不会被所输送的原油腐蚀。小球由ABS材料制成，直径为6
毫米。实施例3可以检测直径大于6毫米以上的漏洞。
实施例4.一种输油管泄漏自动检测报警装置。它由安装在输油管的源
端的加球装置、由加球装置加入输油管中的小球、安装在输油管的终端的滤
网、安装在滤网上的收球检测装置所构成。如图2所示。小球的密度为所输
送的原油的密度的95％～105％，而且易于与原油分离，不会与所输送的原油
发生化学反应、不会被所输送的原油腐蚀。小球由ABS材料制成，直径为5
毫米。其加球装置由球容器、与球容器连通的球输送器、与球输送器连通的
管道一、安装在管道一上的阀门一和阀门二、与阀门二的出口连通的球室、
与球室以管道二连通的空气压缩机、安装在管道二上的阀门三、与球室以管
道三连通的存油罐、安装在管道三上的阀门四、连通在球室和输油管之间的
管道四、安装在管道四上的阀门五以及分别与上述球输送器和五个阀门电连
接并对其进行控制的单片机控制器所构成，五个阀门均为电磁控制阀门。本
实施例4可以检测直径大于5毫米以上的漏洞。
实施例5.一种输油管泄漏自动检测报警装置。它由安装在输油管的源
端的加球装置、由加球装置加入输油管中的小球、安装在输油管的终端的滤
网、安装在滤网上的收球检测装置所构成。如图3所示。小球的密度为所输
送的原油的密度的95％～105％，而且易于与原油分离，不会与所输送的原油
发生化学反应、不会被所输送的原油腐蚀。小球由ABS材料制成，直径为8
毫米。其收球检测装置由与滤网连通的管道五、安装在管道五中的阀门六和
阀门七、与阀门七连通的球油分离器、与球油分离器以管道六连通的空气压
缩机、安装在管道六中的阀门八、与球油分离器以管道七连通的存油罐、安
装在管道七中的阀门九、与球油分离器以管道八连通的存球器、安装在管道
八中的阀门十、安装在管道八上位于阀门十后面的收球判定器、安装在收球
判定器中的常开微动开关以及分别与上述收球判定器的常开微动开关和五个
阀门电连接并对其进行控制的单片机收球控制器所构成，上述五个阀门六～
十均为电磁控制阀门。本实施例5可以检测直径大于8毫米以上的漏洞。
实施例6.一种输油管泄漏自动检测报警装置。它由安装在输油管的源
端的加球装置、由加球装置加入输油管中的小球、安装在输油管的终端的滤
网、安装在滤网上的收球检测装置所构成。如图4所示。小球的密度为所输
送的原油的密度的95％～105％，而且易于与原油分离，不会与所输送的原油
发生化学反应、不会被所输送的原油腐蚀。小球由ABS材料制成，直径为8。
5毫米。其滤网为漏斗形，其网孔直径小于小球的直径，滤网由耐原油腐蚀
的材料制成。滤网的后面阀门六的前面还安装着一个手动阀门。
实施例7.一种输油管泄漏自动检测报警装置。它由安装在输油管的源
端的加球装置、由加球装置加入输油管中的小球、安装在输油管的终端的滤
网、安装在滤网上的收球检测装置所构成。小球的密度为所输送的原油的密
度的95％～105％，而且易于与原油分离，不会与所输送的原油发生化学反应、
不会被所输送的原油腐蚀。小球由ABS材料制成，直径大于5毫米。其滤网
为漏斗形，其网孔直径小于小球的直径，滤网由耐原油腐蚀的材料制成。其
加球装置由球容器、与球容器连通的球输送器、与球输送器连通的管道一、
安装在管道一上的阀门一和阀门二、与阀门二的出口连通的球室、与球室以
管道二连通的空气压缩机、安装在管道二上的阀门三、与球室以管道三连通
的存油罐、安装在管道三上的阀门四、连通在球室和输油管之间的管道四、
安装在管道四上的阀门五以及分别与上述球输送器和五个阀门电连接并对其
进行控制的单片机控制器所构成。其收球检测装置由与滤网连通的管道五、
安装在管道五中的阀门六和阀门七、与阀门七连通的球油分离器、与球油分
离器以管道六连通的空气压缩机、安装在管道六中的阀门八、与球油分离器
以管道七连通的存油罐、安装在管道七中的阀门九、与球油分离器以管道八
连通的存球器、安装在管道八中的阀门十、安装在管道八上位于阀门十后面
的收球判定器、安装在收球判定器中的常开微动开关以及分别与上述收球判
定器的常开微动开关和五个阀门电连接并对其进行控制的单片机收球控制器
所构成。
实施例1～实施例7可及时发现泄漏或偷油，精度高，高可靠，大大减少
国家损失。可广泛应用于石油管线或其它流体的泄漏检测中。